Проявление симбиоза грибов с растениями и деревьями

0

1546

Рейтинг статьи

Кира Столетова

Сожительство двух совершенно разных организмов – основа всей жизни. Большинство живых организмов не могут жить без мутуализма. Симбиоз гриба и дерева также распространенное явление. В его результате оба партнера получают пользу.

Симбиоз грибов и деревьев

Вводная информация

Первоначально про сам симбиоз грибов и деревьев. Это не является делом новым. Симбиозу растений и грибов уже не одна сотня миллионов лет. Если говорить точнее, то около 400 000 000! В чем суть этого явления? Микоризные эндогрибы обладают свойством проникновения в корень растений и образования грибницы. Все это помогает укреплять иммунитет, всасывать воду, питательные вещества из почвы, бороться с различными возбудителями разных заболевания. Благодаря грибам растения могут использовать доступные возможности на полную. Без наличия такого симбиоза пришлось бы тратить дополнительные резервы на рост корневой системы вместо того, чтобы увеличивать наземную часть. К тому же микориза позволяет улучшать качество почвы, ее аэрацию и пористость. Настоящий симбиоз.

Связь с растениями

Симбиоз грибов с растениями, например, у лишайников, приводит к постоянному развитию, у организмов появляются новые функции. В середине XIX века было установлено, что эти группы тел являются единением водорослей и грибов, а не отдельных организмов, как было принято думать раньше. В этом союзе оба симбионта получают наибольшую выгоду.
Используя хлорофилл, водоросли образуют органическое вещество – сахар, которым питается грибница, что одинаково защищает от высыхания, и дает биологически значимые элементы. Эти и другие минеральные вещества она получает из субстрата.

Таким образом, благодаря симбиотическим связям лишайник может проживать как в жарких пустынях, так и в высоких горах или северных регионах. Их находят на самых разных поверхностях. Эти загадочные творения природы состоят из 300 соединений, включают в себя не менее 80 уникальных элементов. Симбиоз гриба и корня растения повышает продолжительность жизни лишайника. Предполагают, что существуют виды, возраст которых более 10 тысяч лет. Обычные лишайники, встречаемые везде, живут около 60-100 лет.

В чем выгода?

Вам будет интересно:Франц Гальдер, немецкий генерал: биография, арест и концлагерь Дахау

Давайте поговорим об этом с научной точки зрения. Микориза – это симбиоз, то есть обоюдовыгодный союз между корнями высокоорганизованных растений и грибами. В таком случае разные организмы образовывают единое морфологическое целое. Так гриб питает растение и наоборот.

Различают два основных вида микоризы: эндо и экто. Что же нам важно? Эктомикориза – это формирование базидиальных и аскомицетных грибов , как правило, в лесах умеренного пояса. Это очень важно для их роста. Иногда симбиоз грибов и деревьев — это вопрос успешного выживания для обоих представителей. Хотя не всегда оба вида встречаются. Например, пинакоидальные деревья никогда не формируют грибковые структуры в корнях и межкорковых слоях. То есть они не вступают в процесс эндомикориза.

Желательно и обязательно

Отношения, при которых растительные организмы получают обоюдную выгоду, можно отнести к мутуалистическим (мутуализм – от лат. mutuus – «взаимный»). Обычно разделяют факультативный и облигатный (от лат. obligatus – «непременный», «обязательный») мутуализм.

• В первом случае взаимное сотрудничество помогает выживанию, но не является обязательным для организмов.
• Во втором – сотрудничество жизненно необходимо для обоих партнеров-участников.

Если при этом сосуществующие партнеры неразделимы и зависят друг от друга, то подобные связи называют симбиотическими (симбиоз – от греч. symbiosis – «совместная жизнь»).

Почему симбиоз так важен?

Человек активно вмешивается в природные процессы. Вносятся химические удобрения, применяется тяжелая техника, проводятся строительные работы, прокладывается трубопровод, бетон, асфальт, загрязняется вода и воздух, возводятся дамбы, обрабатывается почва и тому подобное. То есть растения подвергаются невиданному для них ранее стрессу. Это ослабляет иммунитет и приводит к гибели. Следует отметить, что симбиотические организмы обладают рядом интересных свойств. Так, к примеру, грибы можно получить из корня дерева, с которым они вступили во взаимоотношения.

Лишайники

Когда в следующий раз поедете в лес, присмотритесь к лишайникам. Эти необычного вида образования смотрятся весьма цельно, но не являются единым организмом. Лишайник — симбиотическая ассоциация – крепкая пожизненная «дружба» грибов и водорослей. Грибы дают водорослям среду, в которой они могут выжить. Водоросли же отдают продукты своего фотосинтеза. Примечательно, что лишайники образуются лишь при скудном питании, увлажнении и освещении. Улучшенные условия существования приведут к гибели лишайника – связи симбионтов разрушаются, водоросли начинают жить самостоятельно, а грибы могут не выжить. Но пока они вместе, у них все отлично. И не говорите, что вам не случалось хотя бы раз в жизни залюбоваться их почти инопланетной красотой.

Как они устроены?

Внешняя грибница отвечает за получение и транспортировку питательных веществ к растению из почвы. Внутренние структуры занимаются их передачей от гриба к растению. Кроме этого, в обратном направлении поставляются продукты фотосинтеза. Здесь стоит упомянуть про везикулы. Это специальные структуры, которые служат грибам в качестве органов накопления запасов. Так, липиды могут быть использованы при возникновении дефицита фотосинтеза. При этом споры гриба формируются во внешней грибнице, хотя могут и в корнях. Для них характерно длительное пребывание в почве и служение в виде ростка гриба. Когда приходит время (подходит температура, определенная влажность почвы), то они пробуют вступить в симбиоз с корнями. Этот процесс занимает до одной недели.

Зачем нужны мицеливые сетки?

Сетки из мицелия, или попросту мицелий, как его обычно называют, для большинства людей называется просто грибницей, состоящую из тончайших переплетенных ниток. Эти нитчатые мицелии образуют особые органы, которые помогают им закрепиться в пригодной для жизни среде. Такой средой может быть почвенная поверхность, само дерево или его корни. Мицелий выполняет множество очень важных задач:

• переработка целлюлозы ферментами для производства естественных удобрений;
• адаптация к внешним условиям;
• синтез спор и их сохранение.

Мицелий по внешнему виду напоминает белый пух или сеть, так как представлен тончайшими нитями. В этих нитях есть много ветвей, которые называются гифами. Их толщина составляет 1,5-10 мкм. Чтобы понять этот размер,нужно сказать, что 1 микрон равен 0,001 мм. Набор мицелия состоит из пучков, напоминающих корни обычных растений. Они делают возможным закрепление на различных поверхностях, от мягкой почвы до твердой древесины. В микоризе образуются иные нити, обогащенные питательными элементами. Они черные, их назначение в защите. Они позволяют мицелию выжить и выдерживать низкие температуры. Существует определенный цикл развития и мицелия:

• все начинается с мелких спор, которые образуют мицелий первичного типа;
• скрещивания клеток от пары спор способствует появлению вторичного;
• затем идет фаза роста вторичного;
• после того, как вегетативные мицелиевые сети созрели, клетка начинает очень активно делиться, и когда данный процесс достигает своего максимальной активности, запускается производство плодового тела;
• после последнего изменения он становится третичным.

Есть и иная классификация:

• полностью погруженный находится под питательным субстратом. То есть он скрыт под ним;
• воздушный связан только с окружающей средой.

И еще одна классификация:

• ценотические или неклеточные. Между ячейками нет боковых перегородок. Представляет собой одну клетку с большим количеством ядер внутри;
• септированный или клеточный. Клетки делятся на поперечные отсеки, в результате чего каждая клетка может содержать какое-то количество ядер.

Грибницы живут на пнях, старых корневищах, древесной коре или внутри ствола. Это помогает понять какие грибы связаны с деревьями, о чем мы поговорим дальше.

Насколько они важны при формировании единой массы почвы?

Для плодородных земель характерен стабильно высокий уровень влаги в почве. Это благоприятные условия, чтобы был создан симбиоз гриба и корней деревьев. Их взаимодействие к тому же связывает и укрепляет ее компоненты благодаря интенсивному развитию грибницы, внеклеточным полимерным составляющим, а также гликопротеинам. Рассмотрим пример с песчаником. В нем могут произрастать микоризные растения. Так вот, песок у их корневой системы примерно в пять раз больше связан, нежели у сходной биомассы, которая не обзавелась симбиотическими отношениями.

Под какими деревьями растут грибы

Есть виды, для которых важен симбиоз только с определенными культурами, например, черный трюфель и каштан. Большинство же грибов могут выбирать разные породы деревьев и отличаются преимущественно по их классификации (хвойные или лиственные).

Береза

Очень много грибов любят создавать микоризу с березой, и первым делом это подберезовики. Кроме них, под ней растут:

• обабок;
• пищевая и зеленая сыроежки;
• рядовка фиолетовая;
• трюфель белый;
• груздь-мохнач;
• волнушки;
• валуи;
• тонкие свинушки.

Дуб

Могучий многолетний исполин любят двойники белого гриба — крапчатые дубовики, а также:

• перечные, синеющие и сухие грузди;
• свинушки;
• розовые сыроежки;
• рыжики дубовые;
• подмолочники.

Осина

Это дерево любят:

• подосиновики;
• осиновые и собачьи грузди;
• сыроежки;
• валуи.

Хвойники

Ель и сосну предпочитают:

• боровики;
• рыжики;
• свинушки;
• маслята;
• моховики;
• красные и желтые грузди.

Поглощение питательных элементов

Симбиоз между грибами и деревьями позволяет обеспечить ускоренное развитие растения. Так, если их надземная часть и не увеличивается сильно, то в корневой системе точно происходят изменения. Микоризные растения, как правило, получают более сбалансированное питание, позволяющее укреплять и поддерживать его в здоровом состоянии. Кроме этого, растет и сопротивляемость а/биотическим факторам.

Как процесс поглощения выглядит с химической точки зрения? В основном это зависит от всасывающей способности корня, наличия и распределения питательных веществ, а также соответствующего содержания микроэлементов в почве. Давайте разберем более подробно. Возможность поглощать ионы с высокой мобильностью, как-то NO3-, зависит от вида растения. Тогда как представители химических элементов с небольшой скоростью диффузии, вроде Zn, P, NH4+ и других, поглощаются прямо пропорционально плотности корня на объем земли. И вот в таких случаях и оказывается решающей морфология корня и внешняя грибница. Это альфа и омега, на которой держится симбиоз грибов и деревьев.

Ты – мне, я – тебе

В мире живой природы симбиоз – это своеобразное взаимодействие двух организмов разных видов, приносящее пользу им обоим. Примеров подобного симбиоза существует огромное количество – от знаменитой дружбы раков-отшельников с коралловым полипом актинией, которая поселяется на их раковине и защищает раков от нападений врага своими стрекательными нитями в обмен на возможность передвигаться по дну и быстрее находить пищу, до бактерий, обитающих в пищеварительной системе человека и обеспечивающих нам успешное переваривание и усвоение пищи.

Грибы тоже большие любители вступать в симбиотическую связь с самыми разными живыми организмами, и в этой статье рассказывается об особенностях жизни грибов симбионтов.

Связь с растениями

Симбиоз грибов с растениями, например, у лишайников, приводит к постоянному развитию, у организмов появляются новые функции. В середине XIX века было установлено, что эти группы тел являются единением водорослей и грибов, а не отдельных организмов, как было принято думать раньше. В этом союзе оба симбионта получают наибольшую выгоду.

Используя хлорофилл, водоросли образуют органическое вещество – сахар, которым питается грибница, что одинаково защищает от высыхания, и дает биологически значимые элементы. Эти и другие минеральные вещества она получает из субстрата.

Таким образом, благодаря симбиотическим связям лишайник может проживать как в жарких пустынях, так и в высоких горах или северных регионах. Их находят на самых разных поверхностях. Эти загадочные творения природы состоят из 300 соединений, включают в себя не менее 80 уникальных элементов. Симбиоз гриба и корня растения повышает продолжительность жизни лишайника. Предполагают, что существуют виды, возраст которых более 10 тысяч лет. Обычные лишайники, встречаемые везде, живут около 60-100 лет.

Сотрудничество различных видов составляет основу всей жизни на нашей планете. Симбиоз грибов и растений возник в ответ на их потребность к выживанию. Большинство высших культур уже не могут существовать без микоризы, поскольку почвы истощились, а количество негативных факторов возросло.

Проявление симбиоза грибов с растениями и деревьями

Взаимодействие с человеком

Человек постоянно живет в содружестве с многочисленным бактериальным сообществом, представленным нескольким десятком основных семейств. Отсутствуют микробы только в крови и лимфе. Все остальные органы и ткани, так или иначе, вступают в контакт либо с самими бактериями, либо с продуктами их жизнедеятельности.

Желудочно-кишечный тракт

ЖКТ населен симбионтами семейства Энтеробактерии (Enterobacteriaceae). Это самое многочисленное сообщество, которое включает в себя роды кишечных патогенных и условно патогенных микроорганизмов. Также в ЖКТ имеется большое количество представителей семейства Лактобацилл (Lactobacillus) – эти микроорганизмы создают кислотную среду, которая подавляет деятельность бактериальных и вирусных патогенов; также лактобактерии очищают кишечник от гнили.

Кожные покровы

Кожа человека населена микроорганизмами в не меньшей степени, нежели ЖКТ. На коже присутствуют стафилококки эпидермидис, коринеформные бактерии, протеи, пропионибактерии, псевдомонады, кишечные микробы и другие.

Бактерии на коже человека

Активность микробов, которые населяют кожу, зависит от наличия многих подавляющих факторов, а также факторов, которые стимулируют развитие благоприятной среды для роста определенного вида бактерий. Как только такая среда создается, сразу в этом бактериальном сообществе начинает преобладать определенная бактериальная форма, что чаще всего сопровождается инфицированием кожных покровов. При нормальных условиях, когда одна группа сдерживает другую, подобное взаимодействие является естественным биологическим щитом.

Ротовая полость

Во рту также установлено наличие бактериального симбиоза, который регулирует внутреннюю среду ротовой полости и не дает возможности активизироваться патогенной микрофлоре, тем самым защищая ткани самой ротовой полости и верхних дыхательных путей от инфекционных заражений.